Aufgaben: Fallbewegung und Schwerelosigkeit

Eine Stahlkugel und eine Holzkugel gleicher Größe werden im Vakuum gleichzeitig aus gleicher Höhe losgelassen. Welche kommt zuerst unten an?

Nenne die Kraft, die alle Körper beim freien Fall nach unten zieht, und gib an, welche Größe sich beim Fall ständig ändert (Geschwindigkeit oder Masse).

Astronauten in der ISS schweben scheinbar. Bedeutet das, dass auf sie keine Gewichtskraft wirkt? Antworte mit Ja oder Nein und begründe kurz.

Ein Blatt Papier fällt in der Luft langsamer als ein Stein. Das gleiche Blatt, zu einer Kugel zerknüllt, fällt schneller.

1. a) Erkläre den Unterschied mit dem Luftwiderstand.
2. b) Wie würde das Experiment im Vakuum ausgehen?

Ein Stein fällt aus $20\ \text{m}$ Höhe von einer Brücke über den Rhein. Ein zweiter Stein mit doppelter Masse fällt aus derselben Höhe, Luftwiderstand ist vernachlässigbar.

1. a) Vergleiche die Fallzeiten.
2. b) Vergleiche die Gewichtskräfte.
3. c) Warum fällt der schwerere Stein trotz größerer Gewichtskraft nicht schneller?

In einem Fallturm in Bremen fällt eine Kapsel frei nach unten. Die Forscher im Inneren schweben.

1. a) Beschreibe, warum die Forscher das Gefühl der Schwerelosigkeit haben.
2. b) Warum spüren wir sonst unser Gewicht? Nenne die Kraft, die wir am Boden spüren.

Beim Apollo-15-Versuch ließ ein Astronaut auf dem Mond eine Feder und einen Hammer gleichzeitig fallen. Beide landeten gleichzeitig.

1. a) Erkläre das Ergebnis.
2. b) Begründe, warum derselbe Versuch auf der Erde in der Luft anders ausgeht.
3. c) Erläutere, warum man die Aussage „Schwerere Körper fallen schneller“ nur bei Luftwiderstand scheinbar bestätigt findet.

Ein Fallschirmspringer springt über dem Niederrhein ab. Zuerst nimmt seine Geschwindigkeit zu, später fällt er mit konstanter Geschwindigkeit.

1. a) Erkläre, warum die Geschwindigkeit zunächst zunimmt.
2. b) Begründe, was bei konstanter Geschwindigkeit über Gewichtskraft und Luftwiderstand gilt.
3. c) Nach dem Öffnen des Schirms ändert sich die Geschwindigkeit. Beschreibe, wie und warum.

Ein Schüler sagt: „In der Raumstation ISS gibt es keine Schwerkraft, deshalb schweben die Astronauten.“ Die ISS umkreist die Erde in etwa $400\ \text{km}$ Höhe, der Erdradius beträgt etwa $6.370\ \text{km}$.

1. a) Beurteile die Aussage mit Hilfe der Entfernungen.
2. b) Erkläre die Schwerelosigkeit als subjektiven Eindruck des freien Falls.
3. c) Beschreibe, wie sich eine Personenwaage in der ISS verhalten würde.